基于電滲析的溶液再生系統(tǒng)性能研究.pdf

1、熱濕獨立處理對于建筑與工業(yè)節(jié)能意義重大，在空調(diào)和其他工業(yè)領(lǐng)域也有廣泛應用。在眾多熱濕獨立處理空調(diào)系統(tǒng)中，太陽能溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)是一種基于液體吸濕劑除濕技術(shù)的極具潛力的新型空調(diào)方式。然而，太陽能溶液熱再生方式卻具有環(huán)境依賴性和不連續(xù)性，在高溫高濕和陰雨天氣將不足以滿足溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定需求。為了提高太陽能溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)的性能和運行可靠性，本文圍繞新型太陽能再生系統(tǒng)的構(gòu)建、再生性能及特性分析，用于電滲析再生器的溶液除濕劑的性質(zhì)研究及選

2、擇，電滲析再生器的再生性能分析及優(yōu)化開展了研究工作，具體研究內(nèi)容與結(jié)果如下:
　　首先，分析了傳統(tǒng)太陽能再生系統(tǒng)的運行原理、耗能模型以及系統(tǒng)存在的不足，構(gòu)建了一種新型太陽能耦合再生系統(tǒng)，分析了該系統(tǒng)的原理，并建立了該系統(tǒng)的耗能模型。研究表明:運行模式1下，太陽能耦合再生系統(tǒng)與傳統(tǒng)太陽能再生系統(tǒng)相比具有一定的節(jié)能性。太陽能集熱/再生器出口處溶液濃度對太陽能耦合再生系統(tǒng)的性能具有較大的影響。此外，太陽能集熱/再生器的再生效率對太陽能耦

3、合再生系統(tǒng)的性能也有著一定影響。在運行模式2下，太陽能耦合再生系統(tǒng)與電加熱輔助的太陽能熱再生系統(tǒng)相比將具有極大的節(jié)能性。
　　其次，建立了除濕溶液電導率實驗系統(tǒng)并對兩種常用除濕溶液的電導率進行了實驗研究，研究表明:兩種除濕溶液在不同溫度下的電導率值均存在一個轉(zhuǎn)折點。當除濕溶液溫度高于轉(zhuǎn)折點所對應的溫度時，溶液的電導率只隨著溫度的升高而減小，而不隨濃度的變化而變化。在溶液質(zhì)量濃度范圍為20％和25％之間時，LiCl溶液的物料成本-收

4、益系數(shù)和運行成本-收益系數(shù)均低于LiBr溶液，同時LiCl溶液的除濕能力高于LiBr溶液，即在此濃度范圍內(nèi)LiCl溶液的性能優(yōu)于LiBr溶液。
　　再次，建立了電滲析再生器的實驗系統(tǒng)，對兩種濃度下的LiCl溶液進行了實驗研究，研究表明:電滲析再生器與傳統(tǒng)熱再生系統(tǒng)相比具有更高的再生效率。溶液流量的提高會降低電滲析再生器再生室進出口溶液的濃度差，但卻可以提高系統(tǒng)的電流效率和再生效率。再生室與淡化室溶液流量比的降低可以提高電滲析再生器

5、的再生效果。運行電流的提高可以提高電滲析再生器的再生效果，并降低系統(tǒng)的電流效率和再生效率。再生室與淡化室溶液濃度差的提高會降低電滲析再生器的再生性能。在相同的運行工況下，高濃度溶液下電滲析再生器的再生性能均低于低濃度溶液下的電滲析再生器。因此，在太陽能不足以驅(qū)動熱再生系統(tǒng)時，利用電滲析再生器對除濕溶液進行輔助再生是可行且相當經(jīng)濟的（與電加熱輔助系統(tǒng)相比）。
　　另外，為了對太陽能耦合再生系統(tǒng)進行簡化，構(gòu)建了一種太陽能溶液預處理電滲

6、析再生系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了一種改進型太陽能溶液預處理電滲析再生系統(tǒng)，同時對兩種再生系統(tǒng)的特性進行了研究。研究結(jié)果表明:對于兩種系統(tǒng)，電滲析再生器再生室進口處溶液濃度對系統(tǒng)耗能的影響最大。在系統(tǒng)設計過程中，應當盡量保證系統(tǒng)在理想運行工況下運行。與太陽能溶液預處理電滲析再生系統(tǒng)相比，改進型系統(tǒng)可以在較高效率下獲得更高濃度的溶液，因此可以用于深度除濕領(lǐng)域，但其耗能也會增加。
　　最后，為了提高溶液除濕空調(diào)的穩(wěn)定性，本文構(gòu)建了一種雙級